Vytváří pozorování v kvantové mechanice realitu?

Dnes bude blog krátký a jednoduchý, protože sám problém je jednoduchý. Jistě jste už slyšeli názor, že v kvantové mechanice vzniká skutečnost pozorováním. Smrt Schrödingerovy kočky se neuskuteční, dokud se do krabice nepodíváte.

Schrödingerova (možná otrávená) kočka je živá i mrtvá současně, dokud neotevřete krabici, abyste se podívali, v jakém je stavu. Až pak pozorováním kolabuje vlnová funkce a stane se skutečností, že je kočka mrtvá nebo živá. Článek Přímo neuvěřitelné! Jeden z novějších experimentů potvrzuje, že realita existuje pouze tehdy, když se na ni díváme, popisuje vlastně totéž, i když ne v případu Schrödingerovy kočky.

Pozorování v kvantové mechanice skutečně ovlivňuje pozorované částice. Jak je tomu v našem běžném světě? Všichni víme, že optické pozorování se děje fotony světla, které se odrážejí od předmětů (nebo je někdy objekty vysílají, třeba Slunce). Ty jsou pak přijímány našima očima. Když zhasneme v jeskyni, nic nevidíme. Musíme rozsvítit, abychom viděli.

Stejné je to v kvantové mechanice. Když chceme něco vidět, musíme "rozsvítit" nebo mít "rozsvíceno". Musí fungovat nějaký zdroj fotonů (nebo jiných pozorovacích částic). Ty se od pozorovaných objektů, zde třeba elektronu či jiné částice, "odrážejí" podobně jako se odráží světlo od předmětů v každodenním životě. (Jestli uvádíme některé termíny v uvozovkách, pak jen proto, že je onen proces poněkud složitější, ale přesto jej ve zjednodušení chápeme správně.)

Jenže zatímco jabko je mnohokrát těžší než foton, když fotonem pozorujeme třeba elektron, jsou oba zhruba stejné hmotnosti (nejde vlastně o srovnatelnou hmotnost, ale impuls - viz vysvětlení na konci blogu). Pozorovaný elektron tak dostane takovou ránu, že se jeho poloha a rychlost zásadně změní. Proto tu polohu či rychlost elektronu, kterou "vidíme" pomocí odraženého fotonu, už vlastně elektron nemá. "Vidíme" tedy něco jiného než je ve skutečnosti, což je jedna z příčin kvantové neurčitosti. Novou polohu a rychlost elektronu známe jen nepřesně.

Zásadnější pro nás ale teď je, že když se žádný foton neodrazí, nevíme o elektronu vůbec nic, prostě ho "nevidíme". Je to jako bychom byli v oné jeskyni ve tmě. Zdá se nám, že kolem nic neexistuje. Teprve když rozsvítíme, vznikne realita. :-) Nebo ne? Asi budete tvrdit, že realita tak nevznikne, že tam byla už předtím, jen jsme ji neviděli. A přesně tak je to v kvantové mechanice. Naše pozorování žádnou realitu nevytváří, jen ji "osvětluje". Když netopýr v naprosté tmě svou echolokací "osvětlí" okolí, nevytváří tím realitu, ale jen ji zobrazuje.

---------------------------

Další texty ke kvantové mechanice:
Není Schrödingerova kočka jen vtip?Nevědecké pohádky moderní vědy III - "náboženství" Schrödingerovy kočkyRadek Banga a úloha vědomí v kvantové mechaniceKdy neplatí Heisenbergovy relace neurčitosti kvantové mechaniky

P.S: A teď ještě k tomu impulsu a hmotnosti. Co je to impuls vlastně? Je to součin hmotnosti tělesa a jeho rychlosti. Tedy když letí vystřelená kulka, má velký impuls díky rychlosti, i když je lehká. Když do vás strčí pomaličku jedoucí těžká lokomotiva, dá vám to podobný impuls jako rychle letící relativně lehká dělová koule.

Ale nejlépe se asi taková srážka dvou těles chápe na dvou tělesech podobné hmotnosti a rychlosti. Což není případ srážky fotonu a elektronu. Foton má obrovskou rychlost světla, takže i když je lehoučký, má podobný impuls jako pomalu se pohybující elektron. Představte si to třeba jako rychle letící střelu, která narazí do těžké koule, kterou pohne.